Өзінің құрылымы бойынша фуллерендер ароматты қосылыстардың үш өлшемді аналогы ретінде қарастырылуы мүмкін, бұл жақын болашақта Органикалық химиядағы жаңа бағыттың пайда болуына үміттенуге мүмкіндік береді.

Фуллерендер мономолекулалық ыдырау процесіне қатысты жоғары химиялық инерттілігімен ерекшеленеді. Осылайша, С60 молекуласы өзінің термиялық тұрақтылығын 1700К дейін сақтайды, ал 1720-1970К температуралық диапазонында мономолекулярлық ыдырау жылдамдығының тұрақтысы 10-300 сек-1 шегінде өлшенеді, бұл 4.0± 0.3 эВ ыдырауды белсендіру энергиясының мәніне сәйкес келеді. Алайда оттегінің қатысуымен көміртектің осы түрінің СО және СО2 дейін тотығуы айтарлықтай төмен температураларда байқалады – шамамен 500К. Бірнеше сағат созылатын Процесс С60 бір молекуласына оттегінің он екі атомы келетін аморфтық құрылымның пайда болуына әкеледі, бұл ретте фуллерен молекуласы өз пішінін толығымен жоғалтады. Температураның 700К дейін одан әрі көтерілуі СО және СО2 қарқынды түзілуіне алып келеді және фуллерендердің реттелген құрылымының түбегейлі бұзылуына әкеледі. Эксперименталды мәліметтерден, оттегі атомының С60 молекуласына қосылу энергиясы шамамен 90 ккал моль-1 құрайды, бұл графит үшін тиісті мәннен екі есе асады.

Бөлме температурасында С60 тотығу жоғары реакциялық қабілеті бар О2-иондарының пайда болу қажеттілігімен түсіндіріледі 0.5-1200 эВ диапазонында энергиясы бар фотондармен Сәулеленген жағдайда ғана жүреді.

Фуллерендердің молекулалары электронға ұқсас болғандықтан, химиялық процестерде олар әлсіз тотықтырғыштар ретінде өзін көрсете алады. Фуллерендердің Бұл қасиеті С60 гидрогенизациясы жүзеге асырылған химиялық түрленуі бойынша алғашқы эксперименттердің бірінде табылды. Бұл реакцияның өнімі С60Н36 молекуласы болды. Мұндай нәтиже өте таңқаларлық көрінеді, себебі С60 молекуласы 30 қос байланысы бар, олардың әрқайсысы екі сутегі атомын қосуы мүмкін. Фуллерен құрылымындағы Қос байланыстардың кейбірі вакцинацияға қабілетсіз болып қалады. Сутегі қосылған екі Байланыс арасында бір проагагагирленбеген.

Фуллеренді гидрогенизациялау проблемасы принципті маңызға ие, өйткені бұл молекулалық сутектің тиімді қоймасы ретінде фуллерендерді пайдалану перспективасымен және осы негізде аккумуляторлық батареяларды құрумен байланысты.

Суықтай фуллерендердің сутегі атомын 70 атм қысыммен сутегімен өңдеу кезінде С60 бір молекуласына сіңіру қабілетін ерекше атап өткен жөн. Бұл болашақта экологиялық таза және ең энергияға қаныққан жанармай-сутегіге көшуге перспективаны ашады.

Фуллерендер химиясының тағы бір перспективалы проблемасы фуллерендердің Сулы-еритін қосылыстарының синтезі болып табылады. Бұл проблеманы шешу фармокология үшін биологиялық белсенді заттардың жаңа класын жасауға мүмкіндік береді. Осылайша, қазіргі уақытта гидроксильді топтармен (26-ға жуық) қосылыс алынды. Іс жүзінде бұл молекула көпатомды фуллерен спирті болып табылады. Бұл қосылыстың синтезі катализатор ретінде тетрабутиламмонияны пайдалана отырып NaOH су ерітіндісінде орындалды.

Басқа перспективалы бағыт фуллерендердің құрамында фтор бар қосылыстарын синтездеу болып табылады, олар кез келген төмен температураларда жоғары сипаттамаларға ие болуы тиіс перспективалы қатты май болуы мүмкін.

Алайда, қазіргі уақытта бұл мәселе өзінің растауын таппады. Осылайша, c60f60 қосылысы синтезделді, алайда ол тұрақсыз болды, сонымен қатар HF пайда болатын сумен реакцияға оңай кіретін болды. Бұл реакция фуллерен остов құрылымының бұзылуымен жүреді.

C60F36 және C60F44 типті фторланған аз қосылыстар айтарлықтай тұрақты болып шықты және алдын ала деректер бойынша оларды қатты майлау ретінде пайдалануға болады.

Хлорлау нәтижесінде құрамында 12 немесе 24 хлор атомы бар қосылыс пайда болады. Құрамында хлор бар фуллерендердің тартымды ерекшелігі-хлор атомдары құрамында қосылыстар бар фуллерен класын кеңейтуі тиіс басқа органикалық орынбасарларға ауыстырылуы мүмкін. Дегенмен, бұл ерекшелік, бірақ құрамында фтор бар фуллерендер үшін де айтарлықтай аз дәрежеде көрінеді. Құрамында хлорлы фуллерендердің қызуы С60 бастапқы молекуласының қалпына келуіне әкеледі. Броммен С60 реакциясы кезінде түзілетін қосылыс осы элементтің 28 атомына дейін болады.

Фуллерендердің қатысуымен органикалық қосылыстардың синтезі бойынша алғашқы жұмыстар олардың өте кең алуан түрлілігін көрсетті. Мұндай “фуллероидтардың” арасында сутегінің, фосфордың, галогендердің, металдардың және олардың оксидтерінің, жалғыз және қос бензол сақиналарының және олардың туындылары қосылған өнімдерді атап өтуге болады. C60(OsO4)(C5H5N)2 типті ғажайып қосылыстар қатарын алуды атап өту керек. Бұдан кейінгі жұмыстар фуллерендердің металл органикалық химиясының бай даму перспективалары туралы болжамдарды растады.